电源监视,电源监视原理是什么?

电源监视,电源监视原理是什么?

背景知识：

系统能可靠工作通常依赖于供电质量。电源电压过低会造成失效操作，如会导致微控制器、FPGA或ASIC会发送失效数据到存储器或外。电压过高则会造成器件永久损坏。除了在电压波动时提供保护外，用户可能还需要识别故障源。

基本原理：

用一个调压器加一对FET及几只电阻来实现电源关断功能。调压器的双线接口和故障寄存器应该提供故障监测能力，并且提供一片EPROM(建议地址容量为4KB)用于保存制造信息和维修服务卡等信息。 此调压器监测三个输入电压，电压阈值分别为4.6、2.9和1.0V。图中所示的电路给出了这样一种配置：如果5V的电源电压过低，或3.3V的电源电压过低或过高，则关断3.3V的输出。

如果5V的电源电压过低，或3.3V的电源电压过低或过高，则该过压/欠压关断电路将会关断3.3V的输出。

设计采用一只金属氧化物场效应管(MOSFET)Q1作为主要的导通元件或开关。MOSFET是PMOS器件，仅需要2.5V的VGS就可以导通，所以当电源电压降到2.5V时即可发挥作用，其RDS(导通电阻)也小于0.1欧姆。调压器通过一颗最大VGS为2.5V的FET(Q3)来控制FET的栅极。在低电压情况下，MOSFET和FET可以用双MOSFET来代替，如Siliconix的Si4913，其VGS为1.8V，其1.8V电压下的RDS(导通电阻)为24毫欧姆。

在这个示例中，调压器的VCC监测由Intersil的X40435来完成。在VCC高于4.6V的阈值后，X40435即关断其开路泄流端RESET输出200毫秒(tPOR)。当3.3V的电源电压高于2.9V时，X40435的V3MON输入监测电路即关断其开路泄流端V3FAIL输出。当上述两个条件都满足时，FET(2N7002)栅极即被拉高而导通，使V2FAIL输出可以控制MOSFET的栅极(在本例中即是Si3443)。如果不希望5V输入有tPOR时延，则可以用LOWLINE输出代替RESET输出。

X40435的V2MON输入端对3.3V电源有个分压。分压电阻的配置使得当3.3V电源电压达到3.6V时V2MON电压为1V。但当3.3V的电源电压低于3.6V时，V2FAIL变为“LOW”高平，向负载供电的MOSFET即导通。

当3.3V的电源电压达到3.6V时，V2FAIL输出置“HIGH”高电平，关断输出电源。当3.3V或5V电源电压低于其相应的阈值时，2N7002器件关断，Si3443门拉高，再次关断负载。

X40435有一个双线接口，可以访问EPROM和故障检测寄存器。在X40435加电时，即将所有故障位复位到零。而且，任何故障状态也会使相应位复位到零，这样，如果微控制器在写故障位之前首先检查故障位，就可以确定引起系统重置复位的原因。例如，如果所有位被置零，则5V电源被关断。如果LV3F位置零，则3.3V电源关断。如果LV2F位置零，V2MON电压超过其阈值后又回落到阈值以下，这表明发生了过压。另外还有一些位用来指示看门狗超时或系统的手工复位。 在上述电路的一个变种电路中，3.3V电源欠压状态仅仅引起系统复位，并不关断3.3V电源，仅在3.3V输入超过上限时才关断到负载的3.3V电源。